共相光栅拼接技术是目前研制米级大尺寸阶梯光栅的重要手段，位移误差调整精度对光栅的拼接精度有决定性影响。为消除拼接光栅中的周期性位移误差，实现大尺寸阶梯光栅的共相拼接，从理论出发分析了位移误差对拼接光栅点扩散函数的具体影响，并基于干涉测量原理，提出了一种基于迈克耳孙干涉系统，利用白光和双波长测量技术相结合的光栅拼接位移误差检测调整方法。通过对比不同调整量下干涉条纹位移变化的模拟计算结果与纳米位移平台实验结果，分析了傅里叶分析算法的计算精度，进而实现了位移误差的精确调整。实验计算结果表明，白光双波长测量技术实现的拼接光栅位移误差Δz小于6 nm，可满足大尺寸拼接光栅的共相检测要求。

针对医学图像分割中网络深度过深和上下文信息欠缺导致的分割精度降低等问题,提出了一种基于改进U-Net的磁共振成像(MRI)脑肿瘤图像分割算法。该算法通过嵌套残差模块和密集跳跃连接组成一种深度监督网络模型。为了减小编码路径和解码路径特征图之间的语义差距,将U-Net中的跳跃连接改为多类型的密集跳跃连接;为了解决网络过深导致的退化问题,加入残差模块,以防止网络梯度消失。实验结果表明,本算法分割肿瘤整体、肿瘤核心、增强肿瘤的Dice系数分别为0.88、0.84、0.80,满足临床应用的需求。

阶梯光栅共相拼接技术是实现增大光栅尺寸、进一步提高天文光谱分辨率(天文光谱分辨率R>10 5)的关键。为了提高中阶梯拼接光栅的调整角度精度,本文基于干涉条纹傅里叶分析,提出了一种干涉条纹空间载频频率的九像素平均算法;然后结合干涉条纹光栅拼接技术,模拟了不同角度偏差下的条纹变化及其相应的傅里叶分析角度计算,在实验上实现了对系统角度调整系数的标定以及对傅里叶算法计算的调整偏角精度的分析,获得了拼接光栅调整系统中角度最大计算误差精度小于0.4 μrad的结果,为天文上应用的大尺寸拼接光栅的共相调节提供了理论支持。

图像显著性是实现视觉信息感知的最主要信息源,图像显著性信息的检测是计算机视觉研究中的热点。随着数据获取能力的极大提升,三维或立体视觉感知的需求越来越迫切,深度敏感信息的有效提取是影响当前立体视觉体验的重要元素,已经得到了很多研究人员的注意并取得了一定的研究成果。本文对图像显著性检测及深度敏感信息提取研究的相关检测模板及技术进行广泛研究,对深度敏感信息提取的研究现状进行了分类和概括,并通过对比实验,分析了几种典型深度敏感信息提取算法。最后,对深度敏感信息提取技术存在的问题及发展趋势进行了讨论。

准确及时的检测原油含水率对注水策略调整、 原油开采能力评估、 油井开发寿命预测等均具有重要意义。 然而, 当前我国大多数油田均已进入高含水的开发中晚期, 含水率测量难度大且准确率不高。 在此背景下, 开展了高含水情况下利用近红外光谱进行原油含水率测量的研究。 首先介绍了目前原油含水率检测的常用方法, 分析了它们的优劣。 理论上, 由于水的近红外光吸收带与原油中C—H键的吸收带有明显区别, 根据Lambert-Beer吸收定律和吸光度线性叠加定律可知, 不同含水率高含水原油近红外光谱会存在较强响应差异。 为此, 对高含水原油进行近红外光谱检测, 建立原油含水率与近红外光谱响应间的非线性映射模型, 可实现高含水原油含水率的精确测量。 为了验证该方法的有效性, 搭建了近红外光谱数据采集实验装置: 采用白炽灯作为光源, 经过光路调节成平行光后垂直射入样品池, 用近红外光谱仪(海洋光学NIR512)采集光谱用于分析。 其中, 接收光谱仪带宽为900～1 700 nm, 平均分成512个波段。 光谱数据利用光谱仪配套软件储存在电脑中。 样本采用相同厚度不同比例的油水混合物, 样本含水率范围为70%～99%, 共采集数据60组, 每组重复3次取平均值。 得到原始数据后, 先进行原始数据预处理, 以减少数据采集时来自高频随机噪音及温度不稳定、 样本不均匀、 基线漂移、 光散射等不利因素的影响。 分别选用了S-G滤波、 一阶导数和S-G滤波+一阶导数作为数据预处理的方法, 利用连续投影算法(SPA)对光谱数据进行降维, 并利用偏最小二乘法(PLS)和多元线性回归(MLR)进行建模, 模型精度通过计算均方根误差值(RMSE)和相关系数(r)来验证。 对比发现, 使用S-G滤波+一阶导数建立的模型RMSE值最小(RMSE=0.007 0, r=0.998 3)。 使用SPA降维后的模型要优于全波段PLS模型(RMSE=0.083 3, r=0.920 6)与MLR模型(RMSE=0.099 9, r=0.967 1)。 利用SPA提取出的31个特征波长建立的模型仅占全波段的6.05%, 并获得了较好的精度。 证明了利用光谱检测高含水原油含水率可行性, 并且得到了满意的精度, 为高含水原油的含水率检测提供了新的方法, 为进一步利用近红外光进行高含水原油的快速检测与在线监测提供参考。

利用光谱展宽演化监测系统,观察光纤出射光的偏振消光比与光谱展宽的相关性。通过测量、比较和分析三根拉锥光子晶体光纤的寿命,可知光纤纤芯中存在对抽运光的四光子吸收过程,验证了拉锥光子晶体光纤光谱展宽性能退化是由光纤纤芯中多光子吸收效应产生的色心缺陷导致的。提出改用低光子能量的光源以大幅减缓多光子吸收效应的方案,并通过实验证实了使用1040 nm波长的抽运光可以有效延长拉锥光子晶体光纤的光谱展宽寿命。

在高精度视向速度测量系统中,圆形光纤逐渐被多边形光纤替代,结合多边形光纤、透镜和圆形光纤的扰模方案也被陆续提出。通过光线追迹的方法,对圆形、八边形截面的两种光纤以及基于这两种光纤的双光纤扰模器的扰模性能进行了模拟分析。模拟结果表明:虽然圆形光纤有较好的远、近场角向扰模,但是径向扰模效果不佳;八边形光纤的近场径向和角向扰模性能均较优,但远场扰模与圆形光纤没有明显差异;双光纤扰模器能有效提高光纤扰模性能,而使用了八边形光纤的双光纤扰模器的远、近场扰模性能均较优。